|
Dalam
sistem tatasurya (Galileo, 1650) bumi berevolusi mengelilingi matahari
dengan waktu revolusi satu tahun. Bersamaan dengan gerak revolusi, bumi
juga berotasi terhadap sumbunya dengan waktu rotasi satu hari. Rotasi bumi
terhadap sumbu inilah yang menghasilkan siang dan malam. Telah diketahui
bahwa sumbu rotasi bumi ternyata tidak tepat sejajar atau tegak lurus
terhadap bidang revolusi bumi, melainkan membentuk sudut sekitar 66,5
derajat terhadap bidang revolusi (Tom and Jerry, 1854). Sebagai akibatnya
dalam selang waktu satu tahun terjadi pergantian musim. Dalam satu tahun
pada daerah sub-tropis terjadi empat macam musim, sedangkan pada daerah
ekuator terjadi dua macam musim. Pada
sebagian besar daerah di bumi, selama setengah hari (dari pagi hingga
sore) suhu udara umumnya berubah cukup besar, tetapi perubahan suhu dari
hari yang satu ke hari berikutnya pada waktu yang sama umumnya relatif
kecil. Meskipun demikian, pada daerah-daerah tertentu suhu berubah secara
signifikan dalam satu tahun sehingga menghasilkan berbagai musim (Bagong,
2004). Hal ini umumnya terjadi pada daerah-daerah dengan garis lintang
yang besar (daerah sub-tropis) dan tidak teramati pada daerah-daerah di
dekat ekuator. Di daerah ekuator perubahan suhu pada waktu yang sama
tetapi pada hari yang berbeda dapat dikatan kecil sekali. Perubahan suhu
yang signifikan hanya terjadi selama setengah hari (dari pagi hingga
sore). Hal ini menarik untuk diselidiki penyebabnya: mengapa suhu udara
yang dipanaskan oleh sinar matahari berubah cukup signifikan dalam rentang
waktu dari pagi hingga sore, padahal jarak bumi ke matahari dalam rentang
waktu tersebut dapat dianggap konstan? Karena
selama rentang waktu dari pagi hingga sore hari posisi matahari berubah
maka sebelum dilakukan eksperimen untuk mengetahui penyebab perubahan suhu
udara maka diajukan hipotesis bahwa suhu udara meningkat dengan
membesarnya sudut posisi matahari. Untuk menguji hipotesis ini akan
dilakukan eksperimen yang dilakukan pada daerah ekuator dan dilakukan
selama sepuluh hari dalam bulan Maret.
|
Eksperimen
pengukuran sudut posisi matahari dan suhu udara
Tujuan
eksperimen
Untuk menentukan hubungan antara sudut posisi matahari dan suhu udara di daerah
ekuator.
Bahan
Prosedur
pelaksanaan eksperimen
Pada hari-hari yang cerah (tanpa awan) lakukan percobaan berikut:
-
Rangkai
bahan-bahan di atas seperti pada gambar; kawat vertikal di tengah papan
softboard.
-
Tandai
tempat-tempat yang arahnya ke puncak kawat vertikal membentuk sudut 30, 40,
50, ..., 90, 80, 70, ..., 30 derajat terhadap horizontal sebagai titik A, B,
C, ..., G, H, I, ..., N.
-
Letakkan
rangkaian alat di tempat terbuka yang langsung terkena sinar matahari.
-
Catat
suhu udara dan waktu ketika ujung bayangan kawat vertikal berimpit dengan
titik A, B, C, ..., N.
-
Ulangi
langkah 1 - 5 di atas di tempat yang sama selama 10 hari (tidak harus
berurutan). Pada setiap percobaan jangan lupa mencatat tanggal pengambilan
data.
Data
|
Sudut posisi matahari
(derajat) |
Waktu
(rata-rata) |
Rata-rata suhu udara
(derajat Celcius) |
| 30 |
08:12 |
29,2 |
| 40 |
08.45 |
30,2 |
| 50 |
09:23 |
31,0 |
| 60 |
10:03 |
32,7 |
| 70 |
10:47 |
33,4 |
| 80 |
11:36 |
33,9 |
| 90 |
12:27 |
34,3 |
| 80 |
13:15 |
34,1 |
| 70 |
13:57 |
33,7 |
| 60 |
14:38 |
33,0 |
| 50 |
15:15 |
31,2 |
| 40 |
15:47 |
30,5 |
| 30 |
16:19 |
29,4 |
Berdasarkan
hasil eksperimen yang telah dilakukan di daerah ekuator selama 10 hari pada
bulan Maret, ternyata bahwa suhu udara meningkat dengan bertambahnya sudut
posisi matahari dan mencapai maksimum pada saat sudut posisi matahari 90 derajat.
Hal ini sesuai dengan hipotesis yang diajukan. Meskipun jarak bumi ke matahari
dapat dianggap konstan namun pemanasan udara oleh sinar matahari terkait dengan
volume udara dalam atmosfer yang dilalui oleh sinar matahari. Untuk sejumlah
sinar matahari yang sama, pemanasan efektif terjadi jika arah sinar matahari
vertikal (sudut posisi matahari 90 derajat) karena tebal (tinggi) udara yang
dilewati sinar minimum sehingga volume udara juga minimum pula. Akibatnya
kenaikan suhu akibat pemanasan mencapai maksimum.
Penulis
menyampaikan terima kasih kepada Kepala Laboratorium Alphaomega yang telah
menyediakan peralatan yang digunakan dalam eksperimen ini. Terima kasih juga
disampaikan kepada Prof. Kyai Moto dan Prof Takasimurah yang telah memberikan
saran dan bantuan yang amat berarti sehingga proyek ini dapat diselesaikan.
-
Bagong, S. (2004). Musim
Pancawarna di daerah sub-tropik. www.SemarBagong.com
-
Galileo, G. (1650). Solar
System and the Universe. Journal of cosmology 65: 10 - 15.
-
Tom, C and Jerry, M. (1854).
Fundamental theory of solar system. McGrawHill. New York. hal 123.
Kembali ke atas
|
